Где у диода

Виды диодов

Все диодные элементы можно разделить на 2 большие группы: неполупроводниковые и полупроводниковые. Первая группа состоит из 2-х видов: вакуумных (кенотронов) и наполненных газом (стабилитронов с тлеющим или коронным разрядом, игнитронов и газотронов).

Вакуумные диоды – лампы с двумя электродами, один из них выполнен в виде нити накаливания. При открытии электроны движутся от плюса к минусу. При изменении направления движения тока прибор почти полностью закрывается, движение электронов прекращается.

Из газонаполненных диодных элементов на данный момент используются лишь газотроны с дуговым разрядом (стабилитроны), наполненные инертным газом и паром ртути и оснащенные оксидными термокатодами. Основная особенность – способность выдать высокое напряжение на выходе и работать с токами в несколько десятков ампер.

Полупроводниковые диоды – это емкости небольшого размера, из которых удален воздух.

Внутри размещаются 2 электрода:

  • плюсовой (с электропроводностью p);
  • минусовой (с электропроводностью n).

Важно! Сопротивление в открытом состоянии зависит от величины прямого напряжения – чем оно выше, тем ниже сопротивление.

Назначение диода

Полупроводниковые диодные элементы присутствуют практически во всех бытовых электроприборах. Светодиоды используются в производстве осветительных приборов и LED-телевизоров.

Полупроводниковые диоды классифицируются по:

  • материалу кристалла (кремний, селен, фосфид индия, германий);
  • размерам (микросплавные, точечные, плоские);
  • технологии производства p-n перехода (диффузионные, сплавные, эпитаксиальные);
  • частоте (низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные, импульсивные);
  • сфере использования (выпрямительные и специальные).

Диоды-выпрямители предназначены для преобразования переменного напряжения в постоянное. В схему устанавливаются в виде диодного моста, который можно использовать в радиоаппаратуре, блоке питания, зарядном устройстве.

Внимание! Продаются готовые диодные мосты (диодные сборки) в виде небольших коробочек с четырьмя ножками.

Выпрямители делятся на:

  • слаботочные (до 0,3 ампер);
  • средней мощности (0,3-10 ампер);
  • силовые (10-100 000 А, до 6 кВ).

Полупроводниковые специальные диодные элементы:

  • варикапы (емкостные диоды);
  • тиристоры (с дополнительным выводом для переключения в открытое состояние);
  • симисторы (ток пропускают в 2-х направлениях);
  • стабилитроны (стабилизируют напряжение от 2 вольт в состоянии пробоя, отдельный вид стабиисторы (нормисторы) для напряжения 0,7-2 вольт);
  • диоды Шоттки (для низковольтных схем в паре со стабилитроном);
  • туннельные диодные элементы (с низким отрицательным сопротивлением);
  • динисторы (не содержат управляющих электродов, монтируются в переключатели);
  • магнитодиоды (вольт-амперные характеристики меняются в магнитном поле, монтируются в датчики движения, контрольные приборы);
  • фотодиоды (преобразуют энергию света в электрическую);
  • светодиоды (превращают электрическую энергию в свет).

Справка! Светодиоды, излучающие инфракрасный свет, называются инфракрасными. Их устанавливают в камеры видеонаблюдения, беспроводные системы связи, оборудование для дистанционного управления.

Полярность светодиода как определить плюс и минус

При использовании светодиодов в создании различных схем их необходимо установить правильно. Пайка в большинстве случаев проблем не создает, определить полярность немного сложнее, если нет опыта работы с тестирующим оборудованием.

Как определить полярность тестером мультиметром

Проще всего проверить светодиод мультиметром. При подключении щипов в режиме «прозвонка» к электродам можно получить 2 результата: светодиод светится и выдает на экран число, зависящее от цвета излучения, или показывает очень большое число. При первом варианте можно сделать вывод, что источник света исправен и подключен к мультиметру правильно (плюс к плюсу, минус к минусу).

Второй метод использования мультиметра – переключение на проверку сопротивления. Если красный щуп касается плюса, черный – минуса, на экране появляется значение в пределах 1600–1800.

Внимание! Если светодиод пробит (пропускает напряжение в двух направлениях), на экране появляется цифра «1». При обрыве независимо от расположения щупов на экране появляются очень большое значение сопротивления.

Если у мультиметра есть отсек PNP, для определения полярности светодиода требуются отсеки E (эмиттер – «+») и C (коллектор – «-«). Источник света светится, если катод вставлен в «C», анод – в «E».

Если используется отсек мультиметра NPN, светодиод светиться, если ножки меняются местами.

По внешнему виду

В производстве светодиодов используются разные корпусы. Широко применяются DIP-элементы с цилиндрическим корпусом различного диаметра. Изготавливается множество SMD для поверхностного монтажа. Свехяркие источники света отличаются размерами корпусов и кристаллов. Опытный радиолюбитель определяет катод и анод по внешним признакам.

У DIP-элементов:

  • длиннее ножка анода;
  • силуэт в колбе меньше у анода, форма катода напоминает флажок;
  • у источника с мощностью более 1 Вт на ножке анода есть маркировка «+».

Внимание! Если DIP-светодиод уже был установлен в какой-то прибор и выпаян, размеры ножек могут меняться. Плюс и минус определяется по размерам кристалла в колбе или тестированием мультиметром.

У SMD-светодиодов:

  • катод обозначается срезом на корпусе;
  • теплоотвод на обратной стороне корпуса располагается ближе к аноду;
  • пиктограмма «П» к аноду обращена верхней полкой, верх пиктограммы «Т» обращен к катоду.

Некоторые производители наносят на корпуса SMD-светодиодов определенные символы, которые позволяют определить полярность.

Важно! Существуют SMD, изготовленные по другому принципу (некоторые производители не соблюдают стандарты). На сложных моделях всегда имеются обозначения «+» и «−».

Любая неполупроводниковая радиолампа (стабилитрон) состоит из анода, катода и сетки. Катодом всегда служит разогретый электрод, изготовленный в форме цилиндра. Электроны при термоэмиссии двигаются к аноду (коробочке или пластине) – вольфрамовому проводнику с большим сопротивлением.

Для определения работоспособности стабилитрона используется мультиметр в режиме прозвона. Если положительный щуп приложить к аноду, отрицательный – к катоду, стабилитрон откроется, на экране будет видно значение напряжения. Если поменять щупы местами, стабилитрон закроется, на экране появится цифра 1.

Путем подачи питания

Чтобы использовать тестирование с помощью подключения к питанию, требуется источник с напряжением 3-6 В и резистор с любой мощностью на 300–470 Ом. Резистор припаивается к одной ножке мультиметра. Затем нужно коснуться щупами выводов. Светодиод светится, если плюсовой щуп касается анода, минусовой – катода.

Важно! Без резистора можно обойтись, если для тестирования используется батарейка на 3 В от настенных часов или системной платы компьютера. При токе до 30 мА батарейка вставляется между выводами диода. Полярность полупроводника определяется по свечению.

Технической документации

Большой объем информации (размеры, цоколевку, электрические параметры) о полупроводниковом источнике света предоставляют производители в технической документации. Она выдается при покупке больших партий электронных элементов вместе с другой сопроводительной документацией. Если покупать один или несколько светодиодов, продавец техдокументацию не предоставит.

Если известна марка изделия, данные можно найти в справочниках и сети интернет.

На схеме полупроводниковый источник света обозначается пиктограммой в форме треугольника, на вершине которого начерчена линия, перпендикулярная основанию. Вершина направлена на катод. Для обозначения светодиода используются 2 стрелки над изображением.

Основные выводы

То, что у любого диодного элемента есть анод и катод, знает большинство людей, показать их способны немногие. Зная все способы проверки, можно применять их по отдельности или комбинировать, так как ни один не идеален. Техническая документация и визуальный осмотр не позволяют определить работоспособность полупроводника. Тестер не всегда можно использовать для прозвона мощных источников света. Подключение к питанию дает самые точные результаты, но требует осторожности.

Чтобы лучше запомнить, как определить расположение диодного элемента по схеме, придуман простой способ:

Кроме букв на изображении можно увидеть стрелки, ток течет именно туда, куда они направлены.

Током называется движение частиц в определенном направлении. Какие это частицы (молекулы, атомы, электроны, ионы, дырки), неважно. Важно знать другое – ток всегда течет от плюса к минусу. Плюс – это много, минус – мало.

Если для тестирования используется батарейка, необходимо знать, как на ней обозначается плюс и минус. Плюс – длинная и тонкая «палочка», минус – кроткая и толстая.

Анод полупроводника подключается к выводу, обозначенному длинной толстой «палочкой», катод – к выводу с короткой толстой. В анод ток входит, из катода выходит и возвращается на минус источника питания. При обратном подключении тока почти нет.

Если один из выводов полупроводника подключается к источнику переменного напряжения, из другого выходит ток с постоянным напряжением. Полярность зависит от того, как полупроводниковый элемент подключен. Если напряжение на аноде положительное, на выходе будет такое же. При положительном напряжении на катоде на выходе оно отрицательное.

Как определить полярность тестером (мультиметром)

Практически у всех профессионалов и у большинства радиолюбителей под рукой есть цифровые или стрелочные мультиметры. С их помощью можно легко определить полярность полупроводникового диода, проверить его работоспособность. Измерения нужно проводить в режиме омметра.

У многих современных мультиметров есть специальный режим – «тест диода».

Для определения полярности щупы тестера подключают к диоду и следят за показаниями прибора. Если прибор показывает «бесконечное» сопротивление, то щупы следует поменять местами. Если мультиметр покажет некоторое конечное значение сопротивления, это означает, что прибор подключен с соблюдением полярности, и мы определили, где у светодиода плюс и минус.

Есть один важный нюанс. У некоторых стрелочных приборов полярность щупов в режиме измерения напряжения и в режиме омметра не совпадают.

Такой особенностью обладают, например, старые тестеры ТЛ – 4М. Поэтому желательно проверить, нет ли расхождений в полярности тестера в различных режимах измерения с помощью другого прибора или вольтметра постоянного напряжения.

Мультиметром можно воспользоваться и для определения полярности. Порядок действий такой же, как при определении плюса и минуса обычного диода. При исправном светодиоде и правильном его подключении он даже может начать светиться. Однако, этот способ определения полярности срабатывает далеко не всегда. Дело в том, что падение напряжения открытого светодиода может составлять 1.5 – 3.2 и более вольт. Это значительно больше, чем у обычного полупроводникового диода.

Величина падения напряжения зависит от цвета и мощности светоизлучающего диода. Тестеры с низковольтным питанием не имеют на своих зажимах достаточного напряжения для открытия светодиода. Такими приборами измерения выполнить не удастся.

Как определить полярность по внешнему виду

Существует множество типов корпусов светодиодов. Широко распространены светоизлучающие диоды в цилиндрических корпусах диаметром 3, 5 и более миллиметров. Выпускается много SMD светодиодов для поверхностного монтажа, которые различаются как типом корпуса, так и размерами кристаллов. Мощные сверхъяркие светодиоды размещаются на теплоотводах и имеют планарные плоские выводы. Опытные специалисты без труда определяют назначение выводов по внешнему виду.

Проще всего определять полярность мощных светодиодов. У них, как правило, выводы промаркированы знаками «+» и «-«.

Неплохо дело обстоит со светодиодами в цилиндрических корпусах. У них полярность можно определить по нескольким признакам. Например, внутри корпуса светоизлучающего диода можно рассмотреть два электрода имеющие разную площадь. У катода площадь электрода заметно больше. Этот электрод является минусом. Еще одним признаком, по которому можно определить катод цилиндрического led, это скос на юбке прибора. У новых выводы имеют различную длину. Более длинный вывод подсказывает, где плюс у светодиода (анод).

Светодиоды для поверхностного монтажа тоже имеют отличительные признаки назначения выводов. Многие SMD LED имеют специальный скос (ключ) на одном из углов. Ключ указывает на минус (катод).

На корпусах некоторых типов SMD светодиодов наносятся специальные символы позволяющие определить полярность прибора. Некоторые из них показаны на фото.

Для закрепления изложенного материала рекомендуем посмотреть видео о том, как определить визуально где у светодиода плюс, а где минус

Определение полярности путем подачи питания

Наиболее наглядным способом определения полярности LED является подключение к источнику напряжения. Этот метод позволяет проверить исправность светодиода и определить его полярность.

Для проведения «эксперимента» потребуется источник постоянного напряжения. Им может послужить блок питания или аккумуляторная батарея. Удобно использовать лабораторный блок питания с плавной регулировкой напряжения и вольтметр постоянного тока.

Светодиод нужно подключить к блоку питания и постепенно поднимать напряжение. При правильном подключении он должен начать светиться. Если при достижении 3 – 4 вольт LED не начал светиться, следует изменить полярность подключения и повторить эксперимент. При зажигании светодиода не стоит продолжать увеличивать напряжение, т.к. он может сгореть.

Вместо регулируемого блока питания, можно воспользоваться любой батареей напряжением 4.5 – 12 вольт. В качестве батареи можно использовать несколько элементов на 1.5 вольта, соединенных последовательно, аккумулятор от сотового телефона или автомобиля.

Подключать светодиод к батарее напрямую нельзя. Он может выйти из строя.

Для проверки работоспособности последовательно со светодиодом нужно подключить токоограничивающий резистор. Сопротивление резистора для маломощных светоизлучающих диодом может составлять от 680 Ом до нескольких кОм. Для мощных светодиодов подойдет резистор в несколько десятков Ом.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *